Гиппокамп как система прогнозирования: новые данные нейронауки

Современные исследования расширяют традиционное представление о роли гиппокампа — области мозга, обычно связываемой с хранением воспоминаний о прошлом. В частности, работа группы Марка Брэндона из Университета Макгилла, опубликованная в журнале Nature 2026 году "Predictive Coding of Reward in the Hippocampus", позволяет предположить, что гиппокамп играет важную роль не только в сохранении опыта, но и в формировании прогнозов о будущих событиях. Эта точка зрения имеет потенциальные последствия для нейробиологии и разработки терапевтических подходов к когнитивным нарушениям.

Согласно выдвигаемой гипотезе, гиппокамп функционирует как динамическая система, обновляющая внутреннюю модель окружающей среды на основе сигналов об ошибках прогнозирования. В исследованиях, проведённых в Лаборатории Брэндона в сотрудничестве с Гарвардским университетом, использовались современные методы визуализации для регистрации активности нейронов у мышей во время обучения, связанного с получением вознаграждения. Как показано в публикации в Nature, на ранних этапах обучения пик нейронной активности совпадал с моментом получения награды, однако по мере накопления опыта он смещался во времени и начинал возникать до достижения цели. Такое темпоральное смещение интерпретируется авторами как отражение формирования ожидания будущего события.

Этот механизм можно рассматривать как нейронную основу процессов, ранее описывавшихся преимущественно в рамках психологических теорий, включая классическое обусловливание. В повседневной жизни подобные прогностические процессы проявляются в адаптивных изменениях поведения — например, когда человек начинает внимательнее переступать через препятствие после первого спотыкания.

Дополнительные исследования, выполненные другими научными группами, включая работы в Оксфордском университете, предполагают участие гиппокампа в так называемой «композиционной памяти» — способности разбирать прошлый опыт на элементы и использовать их для построения новых сценариев, связанных с будущими событиями.

Клиническая значимость этих данных особенно актуальна в контексте нейродегенеративных заболеваний, поражающих гиппокамп, таких как болезнь Альцгеймера. В обсуждении результатов авторы публикации в Nature отмечают, что нарушение механизмов прогнозирования и обновления внутренней модели среды потенциально может способствовать ранним когнитивным трудностям, включая проблемы с обучением и принятием решений.

Понимание механизмов обновления внутренней «модели мира» открывает перспективы для разработки терапевтических подходов, направленных на поддержку процессов обучения и адаптации. Исследования, проведённые в Корнеллском университете, также указывают на функциональную неоднородность гиппокампа: различные его отделы могут быть вовлечены как в кодирование связей между временем, местом и событиями, так и в планирование действий на основе прошлого опыта. При этом данные, полученные на животных моделях, включая макак-резусов с повреждениями гиппокампа, свидетельствуют о возможных компенсаторных механизмах со стороны других структур мозга.

Механизм обучения на ошибках имеет параллели с алгоритмами обучения с подкреплением в машинном обучении. В рамках современных теорий предиктивного кодирования гиппокамп можно рассматривать как систему, уточняющую внутреннюю модель среды при расхождении между ожиданием и фактическим результатом. Таким образом, память предстает не как статическое хранилище информации, а как активный процесс, поддерживающий адаптацию организма к изменяющейся среде.